[发明专利]雨量水位监测设备

说明书

技术领域

本发明属于无线通信和嵌入式系统技术领域，具体涉及一种雨量水位监测设备。 

背景技术

我国幅员辽阔，处于亚热带季风区，气候条件复杂，雨量变化剧烈，各条河流水情各异，洪涝灾害时常发生。水安全和水资源问题已经成为社会和经济发展中的重要因素。安全问题特别是因洪水等自然灾害所引发的突发事故，其危害巨大，因此研究和开发水情实时监测系统，通过对水情及堤坝安全的动态监控、预报，及时发现事故尤其是突发性事故先兆，迅速做出反应，实时给予决策支持并实施自动控制，为工程和相关地区提供安全保障；为管理部门提供多层次的信息管理和决策支持手段，在兼顾防灾水资源优化调度的基础上实现水资源可持续利用，充分发挥水利工程的效益。

目前，我国水情自动遥测系统的建设中，数据采集和检测技术水平不断提高，数据传输却存在较大的问题，如传统的拨号和专线的固定网络接入方式严重地限制了水情的检测，不能满足自动测报的要求；无线通信方式中，超短波需加设大量中继站，不适合远距离传输；手机短信易造成信息阻塞；卫星通信投资大且存在雨衰等问题。许多地方对水位、雨量等水情参数的测量仍采用人工方式，在安全性、准确性以及时性等方面存在着明显的不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种雨量水位监测设备，可通过GPRS网络与远程监测中心通信，实现现场监测设备与远程监测中心的信息传输。

本发明具体方案：

雨量水位监测设备，包括电源管理模块、检测模块、控制器模块、存储模块和通信模块。各模块均采用现有成熟技术。其中，电源管理模块包括太阳能电板，光伏蓄电池，5V电压转换电路，3.3V电压转换电路；光伏蓄电池为雨量传感器、水位传感器和5V电压转换电路提供12V电压；5V电压转换电路，为检测模块中的滤波电路、I/V转换电路、通信模块中的GPRS模块和3.3V电压转换电路提供5V电压； 3.3V电压转换电路为控制器模块、存储模块和通信模块中的串口通信电平接口转换电路提供3.3V电压。检测模块主要由雨量传感器，水位传感器，I/V转换电路和滤波电路组成。水位传感器输出的电流信号通过I/V转换电路，转换为控制器可接收的电压信号。雨量传感器通过滤波电路，将脉冲信号发送给控制器。控制器模块对电压信号和脉冲信号进行分析和处理，完成雨量、水位的信息采集。控制器模块采用LPC2300低功耗处理器作为核心，控制现场监测设备采集和存储雨量、水位等水情信息，并通过GPRS网络与监测中心通信。存储模块采用128Mbit低功耗芯片MX25L12845E，通过SPI接口与控制器连接。通信模块包括以MAX3232为核心的RS-232串口通信电平接口转换电路和GPRS模块。通信模块与控制器模块的UART0接口连接，RS-232串口通信电平接口电路电源端与3.3V电压转换电路的输出连接。GPRS模块采用型号为Siemens MC35的传输模块。

电压转换电路包括第一接插件P1，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7，第八电容C8，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一电感L1，第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4，第一二极管D1、第二二极管DS1以及电压转换芯片U1、电压转换芯片U2。

第一接插件P1的1引脚和第一接插件P1的2引脚接地。第一接插件P1的3引脚与电压转换芯片U1的1引脚、第一电容C1的正极和12V的数字电压连接，第一电容C1的负极与U1的3引脚和U1的5引脚连接并接地。U1的2引脚连接第一二极管D1的一端，第一二极管D1的另一端接地。U1的2引脚连接第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端连接5V数字电压输出端VDD5。5V数字电压输出端连接第二电容C2的正极，第二电容C2的负极接地。U1的4引脚连接5V数字电压输出端VDD5。5V数字电压输出端VDD5连接第二电感L2的一端，第二电感L2的另一端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端与5V模拟电压输出端AVDD5连接。第三电感L3的一端接地，第三电感L3的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接模拟地AGND。模拟电压输入端AVDD5连接第三电容C3正极，第三电容C3负极连接模拟地AGND。